【正文】 131212901300133601412901527067013161781841900150203204211322236502442500026970272820429890303410003130012326003334985350003698537386003930012403410004189042204434497045008180467471604822949182501946405106513557374520081805335573745419464051065518256229571605875900056010161856263640060006566678568101690001700000007172（3）徑向注漿（=5m）正洞徑向注漿是在正洞開挖完成后，沿開挖輪廓線徑向環(huán)向布設(shè)φ90注漿鉆孔。注漿孔橫斷面布設(shè)圖 注漿孔終孔交圈圖注漿孔縱剖面布設(shè)圖圖6 正洞超前預(yù)注漿（=8m）注漿設(shè)計圖正洞超前預(yù)注漿（=8m）采用MKD5S鉆機成孔，開孔直徑φ130mm，開孔深度2m，開孔完成后安設(shè)φ108mm孔口管，之后，采用φ90mm鉆頭進行鉆孔，若地層破碎，可采取前進式分段注漿工藝進行注漿施工，否則，可采取后退式分段注漿工藝進行注漿施工。注漿段長度30m，注漿施工采用水囊式止?jié){塞進行后退式分段注漿，若地層圍巖較差，出現(xiàn)返漿現(xiàn)象嚴重時，可采用袖閥管后退式分段注漿工藝進行注漿施工。補充注漿是指隧道開挖后，不能滿足鐵二院設(shè)計的排水量5m3/m根據(jù)圍巖狀況，當(dāng)圍巖條件較好時，可不安設(shè)注漿小導(dǎo)管，直接采用TSS止?jié){系統(tǒng)進行注漿施工；當(dāng)圍巖條件較差時，應(yīng)進行注漿小導(dǎo)管的安設(shè)，利用注漿小導(dǎo)管進行注漿施工，加固圍巖，以達到抗水壓要求。注漿段長度30m，注漿完成后開挖23m，余留7m作為下一循環(huán)注漿施工的止?jié){巖墻。在該注漿設(shè)計中，針對鉆孔注漿盲區(qū)，應(yīng)在長管注漿完成后，應(yīng)每開挖2m，采取超前小導(dǎo)管進行補充注漿，以提高注漿施工質(zhì)量，確保開挖施工安全。根據(jù)注漿設(shè)計參數(shù)進行注漿設(shè)計。止?jié){巖墻厚度選擇標(biāo)準(zhǔn)表 表3參數(shù)值注漿加固圈厚度2m3m5m8m平導(dǎo)～～下導(dǎo)坑～～正洞～～（2）自第二循環(huán)開始，當(dāng)采取余留上一注漿循環(huán)止?jié){墻時，一般情況下，止?jié){巖墻厚度按下式進行計算。)；——混凝土容重（t/m3）。在注漿工程施工中，除第一循環(huán)止?jié){巖墻采用模筑砼施工外，其它循環(huán)段止?jié){巖墻主要由噴射砼層（或模筑砼層）+上一注漿循環(huán)余留止?jié){墻共同組成。式中：——注漿終孔間距（m）；——漿液擴散半徑（m）。[4][15][16][18]根據(jù)堵水要求和注漿加固后的抗水壓要求，結(jié)合圓梁山隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)特點，注漿材料選擇采用普通水泥水玻璃雙液漿、普通水泥單液漿、和TGRM單液漿三種注漿材料。根據(jù)力學(xué)模擬計算，注漿加固圈厚度一般情況下應(yīng)滿足下式要求：[9][10]式中：——注漿加固圈厚度（m）；——開挖斷面寬度或高度（m）。后注漿方案三①一般富水地段；②巖體完整，探水孔流水量2m3/h≤Q＜10m3/h，開挖后大面積淌水。在施工過程中，通過監(jiān)控量測，根據(jù)鐵二院動態(tài)設(shè)計要求，在施工中對注漿方案選擇標(biāo)準(zhǔn)進行完善。注漿方式包括預(yù)注漿和后注漿兩種。工藝從單液注漿發(fā)展到雙液注漿再到化學(xué)注漿，設(shè)備也從泥漿泵等代用設(shè)備發(fā)展到成套專用注漿設(shè)備。注漿經(jīng)過二百年的發(fā)展，由開始的單液注漿發(fā)展到多液注入；漿材由粘土類發(fā)展到高效無毒易注的化學(xué)類漿；設(shè)備由單一的注漿設(shè)備發(fā)展到勘測、制漿、灌注、記錄、檢查分析配套專用設(shè)備。[6][7][11][12][13] 國內(nèi)外注漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀注漿用于堵水和改良地層已有盡二百年的歷史。地下水大量流失，造成隧道底部鄱漿冒泥，拱墻滲漏水，地表出現(xiàn)多處陷坑，給隧道周圍環(huán)境帶來了不利影響，為此1990年鐵道部專門組織成立了“大瑤山隧道治水技術(shù)攻關(guān)組”，采取了地表注漿加固等技術(shù)措施進行處理，雖然取得了一定效果，但仍未達到根治地下水的目的，為些，2000年又利用出口及滑石排斜井打排水平洞放水，取得了較好的效果，但由于種種原因，排水平洞未達到F9斷層，因此洞內(nèi)涌水、涌砂影響行車問題能否徹底解決還有待于進一步研究與觀察。1988年6月11日，DK4+850處發(fā)生涌水，其正常涌水量為15000～28000 m3/d，峰值涌水量高達42000m3/d。，埋深最淺處距海底100m（此處海水深140m），共有10多條大斷層和1000多條小斷層，大斷層的影響大，近斷層處的破碎帶海水易灌入，施工過程中曾遇到四次大的突水、涌泥。②毛壩向斜區(qū)水壓預(yù)測根據(jù)深孔鉆探資料證實存在P2w+c、P1q+m兩層呈壓水。DK360+675～362+530地段屬桐麻嶺背斜核部東部及東翼寒武系高臺組（∈2g）、平井組（∈2p）、耿家店組（∈3g）、毛田組（∈3m）及下奧陶（O1n+f+h）以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主地層的地段，其預(yù)測正常涌水量為12100m3/d，最大涌水量為18200m3/d。DK357+655～DK358+750地段屬奧陶系中、上統(tǒng)（Q2+3）、下統(tǒng)的大灣組（Q1d）、紅花圓和分鄉(xiāng)及南津關(guān)（O1n+f+h）、寒武系上統(tǒng)的毛田組（∈3m）、耿家店組（∈3g）等以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主構(gòu)成的桐麻嶺背斜西翼部分，其預(yù)測正常涌水量為4300m3/d，最大涌水量為6450m3/d。淺部（75m以上）巖溶發(fā)育以溶蝕裂隙及蜂竄狀溶孔為主。（2）冷水河淺埋段巖溶和巖溶水DK358+750～DK358+900段為∈3g可溶巖地層構(gòu)成的冷水河淺埋段，此段隧道埋深約150～180m左右。該段正常涌水量55000m3/d，最大涌水量83000m3/d，特大暴雨之后，可達200000m3/d。測區(qū)內(nèi)斷裂主要為NNE向的縱向斷裂和NWW向的橫向斷裂，形成了燕山期。④高臺組（∈2g）：零星出露于背斜軸部，本區(qū)內(nèi)未見底，巖性為灰色中厚層狀白云巖，屬V級次堅石。③紅花圓、分鄉(xiāng)及南津關(guān)組（O1n+f+h）：上部灰至深灰色厚層狀結(jié)晶灰?guī)r；中部為灰綠色薄層狀灰?guī)r與鈣質(zhì)泥巖互層；下部為灰色中至厚層狀灰?guī)r，含白云質(zhì)及燧石結(jié)核；底部為厚30～40m灰色厚層狀生物碎屑灰?guī)r，含較多介殼化石，厚254m，與下伏地層整合接觸，屬V級次堅石。巖性由上至下分別為：灰、黃色中厚層狀灰?guī)r，黃綠、紫紅色泥巖。②吳家坪組（P2w）：上部為深灰、灰黑色薄至中厚層狀灰?guī)r與硅質(zhì)灰?guī)r不等厚互層；中、下部為厚5～10m灰黑色薄層含炭泥巖及煤層（～）、鋁土質(zhì)泥巖，含較多黃鐵礦結(jié)核，底界面凹凸不平，厚84m，與下伏地層呈假整合接觸，屬Ⅳ級軟石～Ⅴ級次堅石。該段在走向上分布不穩(wěn)定，在向斜東翼杉木坳至茨竹壩變薄至尖滅。（1）三疊系（T）①嘉陵江組（T1j）：灰色薄層至中厚層狀泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r，未見頂，與下伏地層整合接觸。且分布不均勻，主要集中在8四個月，%，各月降雨量、氣候的垂直分帶較明顯，隨海拔高度的增加年平均氣溫降低、雨量增加。[1] 水文、氣象特征本區(qū)水系基本呈格子狀水系，主河流大多沿北北東向發(fā)育。地貌形態(tài)明顯受構(gòu)造和巖性控制，具帶狀展布特征，以褶皺構(gòu)造為骨架，形成北北東向山脈和縱向河谷相間。山東科技大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文第一章 緒論 工程概述及工程與水文地質(zhì)特征圓梁山深埋特長隧道是渝懷線的關(guān)鍵性控制工程，隧道全長11068m。主要發(fā)育毛壩向斜、桐麻嶺背斜及伴生斷裂、向斜區(qū)內(nèi)發(fā)育較多橫張斷裂。該工程主要工程地質(zhì)問題有：巖溶涌（突）水、高水壓、高應(yīng)力及煤層瓦斯，其中巖溶、高壓富水地質(zhì)是最為關(guān)鍵的問題。本區(qū)氣候溫和，具有春雨、夏旱、秋綿、冬干的特點，℃，℃，℃。工程地質(zhì)狀況如圖1所示。大冶組一段（T1d1）：灰綠色薄層狀泥巖夾泥灰?guī)r，底部的黃綠色水云母粘土巖與下伏地層分界，整合接觸，厚17m，屬Ⅳ級軟石。（2）二疊系（P）①長興組（P2c）：灰、深灰色中至厚層狀燧石結(jié)核灰?guī)r，局部地段成為白云巖化的生物灰?guī)r，厚52m，與下伏地層呈整合接觸，屬V級次堅石。（3）三疊系（D）本區(qū)內(nèi)殘留上統(tǒng)水車坪組（D3s）：厚40m，屬Ⅳ級軟石，與下伏地層呈假整合接觸。②大灣組（O1d）：上部為灰綠色薄層狀粉砂巖夾鈣質(zhì)泥巖；中部為紫紅色薄至中厚層狀泥灰?guī)r；下部為灰綠色、紫紅色薄層狀鈣質(zhì)泥巖，厚145m，與下伏地層呈整合接觸，屬Ⅳ級軟石。③平井組（∈2p）：灰色薄至中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，常具渦卷狀構(gòu)造，偶見豹皮狀構(gòu)造，底部為黃色薄層狀泥質(zhì)白云巖夾鈣質(zhì)泥巖，厚373m，與下伏地層整合接觸，屬V級次堅石。在地表DK352+710～DK355+600為二疊系（P）、三疊系下統(tǒng)（T1）可溶巖地層構(gòu)成的毛壩向斜地段，DK351+465～DK352+710和DK355+600～DK357+820為泥盆系（D）、志留系（S）非可溶巖地層構(gòu)成的翼部地段，DK357+820～DK362+530為寒武系（∈）、奧陶系（O）可溶巖地層構(gòu)造的桐麻嶺背斜地段，DK358+750～DK358+900為耿家店組（∈3g）可溶巖地層構(gòu)成的冷水河淺埋段，此段隧道埋深約150～180m。向斜翼部最大埋深780m，核部最小埋深550m。南北長65km，東西寬2～；平面形態(tài)呈“S”狀；總體走向為北東～南南西向；兩端分別向北東和南南西方向揚起。從位于背斜西翼冷水河邊Ddzy5鉆孔的鉆探結(jié)果來看，地下水具承壓性，（），淺部比深部巖溶發(fā)育。（3）桐麻嶺背斜核部巖溶和巖溶水桐麻嶺背斜區(qū)在本區(qū)內(nèi)為四周被地表水系所切割的單獨水文地質(zhì)單元，地下水為寒武、奧陶系下統(tǒng)的巖溶水。DK359+925～DK360+675地段屬桐麻嶺背斜核部西部寒武系平井組（∈2p）、高臺組（∈2g）以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主地段，其預(yù)測正常涌水量為4890m3/d，最大涌水量為7350m3/d?！跆卮蟊┯曛螅淼雷畲笥克靠赡苓_30104m3/d以上。[3] 研究的必要性國內(nèi)外在高水壓、富水、巖溶地層修建的隧道不多，施工技術(shù)并不成熟。大瑤山隧道F9斷層（DK4+600～DK5+065）為區(qū)域性大斷層，其上盤為擠壓破碎富水的石英砂巖，地下水位高出洞頂400m；下盤為強裂片理化、千枚化并受強烈切割的灰?guī)r；核心帶為40m寬的膨脹性斷層泥。但在運營過程中，隧道的F9斷層區(qū)域又不斷出現(xiàn)涌水、涌砂，造成中斷行車的事故。依托圓梁山隧道工程，對高壓、富水、巖溶隧道進行注漿技術(shù)研究是十分必要的。日本于1924年在舊丹那鐵路隧道中，采用水泥水玻璃混合漿液注入斷層破碎帶，取得了良好的效果，以后在隧道工程中廣泛應(yīng)用。材料從水泥漿發(fā)展到水泥水玻璃雙液漿、化學(xué)漿等。（1）注漿施工方案的研究與制定；（2）超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報；（3）注漿材料的選擇與研究；（4）機械設(shè)備配套研究；（5）注漿施工工藝研究第二章 注漿方案設(shè)計研究（1）《新建鐵路重慶至懷化線補充技術(shù)設(shè)計圓梁山隧道設(shè)計圖（第五冊，共九冊）》 鐵道部第二勘測設(shè)計院 （2）《圓梁山隧道富水區(qū)高水壓地段注漿堵水實施性施工方案》 中鐵隧道集團有限公司 （3）國家、地方及各部委相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)（4）采用工程類比，參照其它類似注漿工程施工實際注漿方案的選擇主要是研究地層的注漿方式、注漿圈加固厚度。關(guān)于注漿方式的選擇標(biāo)準(zhǔn)主要參考①鐵二院地質(zhì)設(shè)計資料，《新建鐵路重慶至懷化線補充技術(shù)設(shè)計圓梁山隧道設(shè)計圖（第五冊，共九冊）》所提供的相關(guān)內(nèi)容；②現(xiàn)場進行超前TSP預(yù)報資料、洞內(nèi)地質(zhì)素描和預(yù)測預(yù)報資料；③現(xiàn)場超前地質(zhì)探孔預(yù)測預(yù)報等。方